Docker第一回（虛擬化介紹）

一、什么是容器

容器是一種基礎(chǔ)工具，泛指任何可以用于容納其他物品的工具，可以部分或完全封閉，被用于容納、儲存、運(yùn)輸物品；物體可以被放置在容器中，而容器可以保護(hù)內(nèi)容物；

人類使用容器的歷史至少有十萬年。

二、虛擬化的實(shí)現(xiàn)

1、主機(jī)級虛擬化

     此實(shí)現(xiàn)是在宿主機(jī)上安裝虛擬機(jī)管理軟件，而后虛擬出N個完整的系統(tǒng)，每一個系統(tǒng)都有自己的內(nèi)核。有兩種類型的實(shí)現(xiàn)

     1.1、Type-I類型（在宿主機(jī)上直接安裝Virtual machine Manager，不需要在宿主機(jī)上安裝操作系統(tǒng)）

             xen、ESX/ESXI

     1.2、Type-II類型（需要基于宿主機(jī)的操作系統(tǒng)之上安裝Virtual Machine Manager）

             VMware Workstation、kvm、VirtualBox

2、容器級別虛擬化

      此實(shí)現(xiàn)不在為每一個虛擬機(jī)創(chuàng)建單獨(dú)的內(nèi)核，而是通過在宿主機(jī)的內(nèi)核上將6種資源通過內(nèi)核機(jī)制（namespaces）隔離出來，每一個namespace是一個單獨(dú)的容器（虛擬機(jī)）

      至今位置，整個linux領(lǐng)域的容器技術(shù)，就是靠內(nèi)核級的6個namespaces、chroot和Cgroups共同實(shí)現(xiàn)

2.1、Linux Namespaces

2.2、Control Groups（CGroups）的作用

容器化技術(shù)的隔離機(jī)制是靠namespaces實(shí)現(xiàn)，而容器化的資源分配靠的是在內(nèi)核級通過CGroups機(jī)制實(shí)現(xiàn)，它會把系統(tǒng)級的資源分成多個組，然后把每一個組內(nèi)的資源量指派分配到特定的namespace的進(jìn)程上去來實(shí)現(xiàn)

2.2.1、CGroups的功能

2.3、LXC（Linux Container）

LXC是最早除了Vserver之外，真正把完整的容器技術(shù)用一組簡易使用的工具和模板來極大的簡化了容器技術(shù)使用的一個方案。LXC靠一組工具包幫我們快速的實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)建名稱空間，利用模板完成內(nèi)部所需要的各種文件的安裝。同時，還有些工具能夠自動完成chroot切換，于是，就可以使用多個并行的用戶空間，而每一個用戶空間，就像我們之前使用的虛擬機(jī)，是一個獨(dú)立的系統(tǒng)。

三、Docker的誕生

LXC雖然極大的簡化了容器技術(shù)的使用，但比起過去使用虛擬機(jī)來講，它的復(fù)雜程度是沒有多大降低的，隔離性也沒有虛擬機(jī)好、在大規(guī)模使用上和分發(fā)上都不方便。但好處是它能夠讓每一個用戶空間的進(jìn)程直接使用宿主機(jī)的性能，中間沒有額外開銷。于是就出現(xiàn)了Docker

3.1、Docker是LXC的增強(qiáng)版，它本身不是容器，而是容器的易用工具。容器是linux內(nèi)核中的技術(shù)，Docker只是把這種技術(shù)在使用上簡易普及了。Docker在早期的版本其核心就是LXC的二次封裝發(fā)行版。Docker利用LXC做容器管理引擎，但是在創(chuàng)建容器時，不在使用模板去安裝生成。而是通過鏡像技術(shù)（把一個操作系統(tǒng)用戶空間所需要使用到的組件事先編排好，并整體打包成一個文件，image文件），鏡像文件集中放在一個倉庫中。當(dāng)需要創(chuàng)建容器時，Docker調(diào)用LXC的工具lxc-create。但是不在通過lxc的模板去安裝，而是連接到鏡像服務(wù)器上下載匹配的鏡像文件，而后基于鏡像啟動容器。所以，Docker極大的簡化了容器的使用難度。以后我們創(chuàng)建啟動容器，只需要一個命令，docker-run，docker-stop就可以啟動停止一個容器了。為了使整個容器使用更加易于管理，Docker采用了一種更精巧的限制機(jī)制，在一個容器內(nèi)，只運(yùn)行一個進(jìn)程。而LXC是把一個容器當(dāng)一個用戶空間使用，可以運(yùn)行N個進(jìn)程，所以使得我們管理容器進(jìn)程極為不便。Docker在鏡像構(gòu)建底層使用了分層構(gòu)建，聯(lián)合掛載。這種好處就是在以后的鏡像分發(fā)上就沒有那么龐大。可以自由組合鏡像實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境的掛載

2.3、Docker容器引擎的更迭

Docker早起是基于LXC容器管理引擎實(shí)現(xiàn)，當(dāng)后來成熟之后，Docker自建了一個容器引擎叫l(wèi)ibcontainer，后來CNCF的介入，Docker又研發(fā)了一個工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)的容器引擎，叫runC，目前所使用的新版Docker，所使用的容器引擎就是RunC。